Введение к работе
Актуальность проблемы. Флора и растительность Кыргызстана представляет значительный интерес как для выявления общебиологических закономерностей глобального характера, так и для решения практических вопросов, связанных с народным хозяйством республики.
Многолетние целенаправленные стационарные исследования различных типов растительности Кыргызстана были начаты в середине 50-х годов. В настоящее время опубликовано большое количество работ о растительности республики (Исаков,1959; Лебедева,1963,1984; Ионов, 1959,1991; Молдояров, 1964; Шарашова, 1967; Кожевникова, Трулевич, 1971; Соболев, 1972; Султанова, 1976; Мурсалиев, 1977; Цеканов, 1987; Головкова, 1990; и др.). Имеется также целый ряд работ о физиолого-биохнмических особенностях культурных растений (Евдокимова,! 959; Евтушенко,] 959; Печенов, 1979,1996; Мамбетку-лов,1982; и др.). Однако значительно меньше внимание уделялось исследованиям в области экологической физиологии растений Северного Тянь-Шаня. В данном направлении сведения об эколого-физиологической природе растений естественішх фитоцеиозов этого региона, расположенного в аридной зоне весьма скудны. Можно отметить лишь монографию К.А. Ахматова (1976), которая посвящена изучению основных показателей водного режима кустарпико-по-древесных растений предгорий Киргизского Ала-Тоо. Детально изучены эколого-физнологические особенности грецкого ореха с целью повышения его продуктивности в Юго-Западном Тянь-Шане О.В. Коловым (1984). Некоторые сведения о водном режиме растений каменистой пустыни Западного Прнис-сыккулья имеются в работах А.А. Кашкарейа (1988) и К. Т. Шалпыкова (1997).
Следует отметить, что большая часть территории Северного Тянь-Шаня сосредоточена в пустынных, полупустынных и степных районах, где сочетаются разнообразные растительные сообщества, в формировании которых наряду с ведущими факторами среды, типом почвы значительная роль принадлежит эколого-физиологическим свойствам растений, обеспечивающим приспособленность их к условиям существования в аридной обстановке. Растительность зональных типов пустынь, полупустынь и сухих степей этого региона в основном формируется на каменисто-щебенистых делювиально-пролговиальных шлейфах, террасах, крутых склонах различной ориентации, где нередко отсутствует снежный покров и весьма чувствительна к воздействию антропогенных факторов. Растительный покров этих местообитаний можно назвать целостной малокомпонентной системой со специфично контрастным составом синузий и мобильной ритмикой биопродукциошюго и других, процессов (Шарашова, 1981). В природоохранном отношении эти системы крайне ранимы и с трудом восстанавливаются вследствие ограниченной флористической полночленности фитоценоза и экологической неоднородностью компонентов. Поэтому дальнейшее использование растительности подобных местообитаний должно обосновываться прежде всего на всестороннем знании особенностей функционирования доминирующих видов в ксеротермических условиях среды. Только глу-
/
бокое изучение биоэкологических особенностей ландшафтных растении, их водного режима даст возможность успешно осуществлять мероприятия по борьбе с эрозиен и решить проблему охраны и рационального использования растительного мира аридных территорий Кыргызстана. Сведения о характере водного баланса доминирующих видов аридных экосистем очень важны для решения таких вопросов, как адаптация к ограничивающим факторам, выбор форм для внедрения на новых для данного вида территориях при создании искусственных фитоценозов и др.
Исходя из вышеизложенного, автор данной работы в течение 1970-1991 гг. занимался изучением эколого-физиологических особенностей растений Северт ного Тянь-Шаня на примере растительности местообитаний аридных поясов Иссык-Кульской котловины и Киргизского хребта в русле проблемы "Биологические основы рационального использования и охраны растительного мира".
Цель и задачи исследований. Главной целью проведенных исследований являлось выявление эколого-физиологических аспектов адаптации растений к экстремальным условиям Северного Тянь-Шаня на основе изучения одного из важнейших элементов их жизнедеятельности водного режима.
Для получения полного представления о жизнедеятельности растений нч эколого-фазиологической адаптации к аридным условиям этого региона необходимо было решить следующие основные задачи:
выявить флористический состав с выделением доминантов и определить обилие видов в пустынных, полупустынных и сухостепных сообществах;
изучить особенности фнтоюшмата исследуемых растительных сообществ;
изучить характер развития и распределения корневых систем основных доминантов исследуемых растительных сообществ;
оценить водный баланс доминантой основных травяных сообществ района исследования на основе изучения важных показателей водного режима (интенсивности транспирации, содержания воды в листьях, водного дефицита, водоудерживающей способности лнетьев н т.д.) в дневной, сезонной динамике и в течение разных лет с учетом основных микроклиматических факторов.
выявить типы водного режима для изучения доминантов на основе амплитуды колебания важнейших элементов водообмена в течение дня и сезона вегетации.
Нпучкая ппі"»зі'п рдбптн. Впервые в условиях Северного Тянь-Шаня проведены многолетние стационарные исследования по изучению эколого-физиологических особенностей растений основных травяных сообществ. Обобщены и представлены материалы по сравнительной характеристике важнейших показателей водного режима растений, произрастающих в различных местообитаниях, от жарких каменистых пустынь до высокотравных лугов.
Впервые в условиях Северного Тянь-Шаня выявлена степень дифференциации между растениями различных типов растительности в отношении эко-лого-физиологической адаптации растении к условиям среды. Установлено, что у растений каменистых пустынь, приспособительные свойства к экстремальным условиям среды прежде всего связаны с понижением обменных процессов; у полупустынных и сухостепных же видов, по мере уменьшении арид-ности климата - с достаточно интенсивным ходом физиологических процессов. Вместе с тем показано, что водный режим различных видов как аридных, так и гумидных поясов исследуемого региона оказывается чрезвычайно неоднородным даже в пределах одного сообщества, что требует дифференцированного подхода к изучению водообмена типологически сходных фитоценозов Северного Тянь-Шаня.
Выявлены типы растений по подвижности их водного режима и при этом установлено, что адаптация растений к аридным условиям этого региона носит специфический характер, каждый вид и каждая жизненная форма строго индивидуальны з приспособлении к конкретным условиям среды, что в конечном итоге позволяет найти критерии оценки их устойчивости, обеспечить необходимый контроль и их охрану.
Прпктчческап значимость работы. Результаты эколого-фнзпологнчес-«IX исследовании являются теоретической основой разработкой мероприятий то рациональному использованию и охране растительности каменистых пустынь, полупустынь и сухих степей Северного Тянь-Шаня, значительная часть еррнтории которого составляет эродированные склоны. Выявленные особен-юсги водного режима рг.степпй в значительной степени могут служить для ;равнительной оценки характера адаптации к условиям зтігх местообитаний. В фактическом плане эти данные могут быть использованы в направленной се-:екции растений с эффективным типом приспособления к засушливой обста-ювке.
Практическая ценность полученных результатов заключается также в том, то многие виды изученных фнтоцгнозов не только обладают высокой эрозийной устойчивостью, но и благодаря своей широкой зколого-іизиологической амплитуде приспособления они могут быть использованы 3 ачестпе пионерных видов при освоении техногенных ландшафтов. Получение результаты по водному режиму весьма необходимы при озоднешш пуе-ыпных районов, борьбе с почвенной эрозиен, особенно подборе видов и форм астений для' создания искусственных фитоценозов, способствуїощігх повыше-шо биологической продуктивности аридных территорий Кыргызстана.
В перспективе, полученные экспериментальные данные и основные половина диссертации с учетом специфики местной флоры могут быть использо-1ны при составлении учебных пособий и чтении по курсам "Экология расте-ій" и "Охрана растительного мира Кыргызстана" на биологических факульте-ix ВУЗов Кыргызской Республики.
Основные положення диссертации, выдвигаемые па защиту и обсуждения:
1 .Сравнительный анализ особенностей водного режима растений основных травяных сообществ Северного Тянь-Шаня.
2.Фитоценотическая роль доминирующих видов засушливых местообитаний района исследований в первую очередь связана с их адаптационными био-лого-морфологическнми и эколого-физиологическими свойствами.
3.Устойчивость или подвижность водного режима является одним из выражений адаптации растений к конкретным условиям среды. Типы водного режима растений раскрывают ту или иную степень выраженности соответствии существовании растений с условиями среды обитания.'
Апробации работы. Материалы, положенные в основу диссертации докладывались и обсуждались на:
VI Всесоюзном научном совещании "Изучение и освоение растительности высокогорий". Ставрополь, 1974 г.;
VII Всесоюзном научном совещании "Изучение и освоение флоры и растительности высокогорий". Новосибирск, 1977 г.;
научной конференции молодых ученых АН Киргизской ССР "Проблемы биоэкологии животных и растений и охрана окружающей среды". Фрунзе, 19890 г.;
VIII Всесоюзном совещании "Изучение и освоение флоры и растительности в высокогорий". Свердловск, 1982 Т.;
Всесоюзном научном совещании "Научные основы и методы фитомелио-рации пастбищ пустынь и полупустынь Средней Азии и Казахстана." Бухара, 1989 г.;
Всесоюзном совещании "Устойчивость травяных экосистем к антропогенным воздействиям". Бишкек, 1990 г.;
производственном совещании лабораторий геоботаники, флоры и экологии и биохимии Биолого-почвенного института НАН Кыргызской Республики. Бишкек, 1998 г.
Основной материал диссертации доложен на заседании кафедры физиологии растений и ботаники химико-бпологического факультета КГНУ (Бишкек, 1998) и на ученом совете Биолого-почвенного института НАН Кыргызской Республики (Бишкек, 1998).
Публикашт. По материалам диссертации опубликовано 32 работы, в том числе дЕ,г монографии (одна коллективная).
Объем pTiffoTM. Диссертация состоит из введения, семи глас, выводов и списка литературы. Текст диссертации изложен на 324 страницах машинописного текста и включает 43 рисунка, 64 таблиц. Список литературы включает 208 работ отечественных и зарубежных авторов.
